Кокс

[coke] — тв. горючий остаток, образующийся при нагреве органич. вещ-в без доступа воздуха. Св-ва к. зависят от исх. сырья и условий коксования. В завис-ти от сырья различают буроугольный, торфяной, каменноугольный, пековый, нефтяной и др. типы к. По областям применения к. классифицируют на: доменный (25—40 мм, 40—60 мм), литейный (> 60 мм), для электротермич. произ-ва (10-25 мм, 10—40 мм), для агломерации руд (< 10 мм), для шахтных печей, для бытовых целей. Стандартиз. более 40 видов к.
Ср. уд. теплоемкость доменного кокса 1,4— 1,5 Дж/(г • °С), теплопроводность при норм, т-рс 0,46-0,93 Вт/(м • "С), а при 1000 °С -1,7-2,0 Вт/(м • °С). Выход летучих колеблется от 0,7 до 3 %. Массовый состав промышл. к.: 96— 98 % С, 0,4-1,0 % Н2> 0,5-2,0 % N2, 0,2-1,5 % О2, 0,3-2,0 % S. Теплота сгорания -28050-31400 кДж/кг. Реакционная способность к. определяется по скорости р-ции восстановления СО2 углеродом и численно выражается константой скорости реакции
С + СО2 = 2СО ±160,1 кДж/моль.
Гранулометрич. состав валового к. хар-ри-зуется масс, долей разных классов крупности (> 80, 60-80, 40-60, 25-40, 10-25, <10 мм).
Мировое пр-во к. 400 млн.т/год:
каменноугольный кокс [coal coke] — к., образ, при коксовании в коксовых печах спе-кающ. каменных углей без доступа воздуха при темп-рах 950-1100 "С. Более 80 % от общего произ-ва к. к. используют в доменном процессе, где к. явл. источником тепла, восстановителем и разрыхлителем шихтовых материалов, т.е. обеспечивает газопрониц. шихты. Требования к прочности, крупности и равномерности Гранулометрич. состава к.: размеры кусков 25—40 мм при масс, доле кусков < 25 мм не более 3 %; для мощных домен, печей — 40—60 мм; массовая доля вредных примесей: 0,45-0,75 % S (кузнецкие угли) и 1,6-2 % S при < 0,1 % Р (донецкие угли). Влажность кокса крупностью > 25 мм — 2-3 %. Общая пористость к. к. — 45—55 %; реакц. способность — 0,3—0,8 мл/(г • с). Выход летучих вещ-в в к. к. составляет 0,6—1 %, что обеспечивает его неспекаемость в домне;
литейный кокс [foundry (cupola) coke] — кам.-уг. кокс, использ. в литейном произ-ве. Л. к. имеет низкую пористость (П < 42 %). Крупность Л. к. > 60 мм, и чем больше диам. вагранки, тем крупнее должны быть куски кокса. Так, в США мин. размер куска принимается равным 1/12, а в Германии — 1/6 диам. вагранки. Реакц. способность л. к. невысокая [< 0,5 мл/(г-с)].
Произ-во л. к. составляет около 6 % общего произ-ва кокса. При произ-ве л. к. состав угольной шихты изменяют, вводя отощаю-щие добавки (тощие угли, антрациты, полукоксы) и снижая долю газовых углей, что обеспечивает получение более крупного, прочного и плотного кокса. Для увеличения выхода крупных кусков увеличивают период коксования. Разработаны новые способы произ-ва л. к. брикетированием тощих углей, антрацитов и полукоксов с последующей их тер-мич. обработкой (брикеты размером > 100 мм);
нефтяной кокс [petroleum (oil, refinery) coke] — тв. пористый продукт от серого до черного цвета, получаемый при коксовании нефтяного сырья. В кач-ве сырья, используют остатки термич. переработки (перегонки) нефти: мазуты, гудроны, крекинг-остатки, нефт. пеки, смолы, асфальтены и т. д. Смолы и ас-фальтены явл. главными коксообразующими вещ-вами. Н. к. подразделяют по масс, доле серы на малосернистые (до 1 %), сернистые (до 2 %) и высокосернистые (> 2 %); по масс, доле золы: малозольные (до 0,5 %), среднезольные (0,5-0,8 %) и высокозольные (> 0,8 %); по Гранулометрич. составу: кусковый (> 25 мм), «орешек» (6—25 мм), мелочь (< 6 мм). Пористость н. к. — 16—56 %, у20 .с действит. 2,04— 2,13 г/см3, кажущ. 0,8—1,4 г/см3, насыпная масса 400-500 кг/м3, р = 80-100 мкОм • м). Элементный состав непрокаленного н. к., %: 91-95 С, 0,035-4 Н, 0,5-0,8 S, 1,3-3,8 (N + + О), ост. металлы.
В мировой практике наиб, распространен способ замедл. (полунепрер.) коксования нефт. остатков, включающий предварительный их нагрев в трубчатой печи до 500 °С и последующую перегрузку в необогреваемый реактор, в к-ром за счет аккумулир. тепла' происходит коксование (до 48 ч). Н. к. используют: для получения анодной массы при произ-ве А1, графитиров. электродов дуговых печей в ста-леплав. пром-ти, в произ-ве сероуглерода, карбидов кальция и кремния, в кач-ве восстановит, в хим. пром-ти, как сульфидизато-ры в ЦМ (высокосернистые н. к.), как конст-
коксик - коксохимия
руки, материалы для изготовления коррози-онноустойчивой аппаратуры (спец. сорта н. к.);
пековый кокс [pitch coke] — продукт, образуют, при коксовании кам.-уг. пека в пе-кококс. печах. При этом получают, мае. %: п. к. — 64-67; смолы — 23-28, газа — 7-8. Производят п. к. трех марок, с различ. мае. долями золы (от 0,3 до 0,5 %), серы (от 0,3 до 0,7 %). Электродный п. к. содержит мае. доли золы < 0,25 %, влаги < 0,25 %, летучих вещ-в 0,8 %. Такого п. к. р < 550 мкОм • м.
П. к. широко используют в электродной пром-ти для произ-ва углеграфит. материалов;
торфяной кокс [peat coke] — тв. продукт термич. разложения торфа. Различают низко-темп-рное коксование, или полукоксование, проводимое при 550—600 °С, среднетемп-рное (700-750 °С) и коксование (900-1000 °С). Для получения т. к. используют торф верхового типа малой зольности. Т. к. отличается высокой реакционной способностью, малым содержанием S и Р. Применяется для произ-ва сорбентов, ферросплавов и др.;
формованный кокс [molded coke] — полученный при коксовании формовок, изготовл. из нагретого угля под действием небольшого внеш. давления. Технология произ-ва ф. к. предложена в 1949 г. чл.-корр. АН СССР Л. М. Са-пожниковым. Уголь нагревают газом-теплоносителем до 435—460 °С, затем формуют на пресс-формовочной машине в брикеты (формовки). Формовки с темп-рой 350-400 °С загружают в вертик. непрерывнодейств. печи и нагревают до 850-900 "С. Технология произ-ва ф. к. позволяет использовать слабоспекающ. угли с толщиной пластич. слоя 6—9 мм. Показатели домен, процесса улучшаются при использовании ф. к. вследствие его высокой прочности и газопроницаемости. Способ получения ф. к. широко применяют в Японии